高中物理：電場(chǎng)知識歸納及例題講解(2)

　　8．帶電粒子在勻強電場(chǎng)中的運動(dòng)

　　1、電場(chǎng)強度E和電勢U僅僅由場(chǎng)本身決定，與是否在場(chǎng)中放入電荷 ，以及放入什么樣的檢驗電荷無(wú)關(guān)。

　　而電場(chǎng)力F和電勢能 兩個(gè)量，不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與放入場(chǎng)中的檢驗電荷有關(guān)。

　　所以E和U屬于電場(chǎng)，而 和 屬于場(chǎng)和場(chǎng)中的電荷。

　　2、一般情況下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線(xiàn)并不重合，運動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)的切線(xiàn)方向表示速度方向，電場(chǎng)線(xiàn)上一點(diǎn)的切線(xiàn)方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運動(dòng)方向是有區別的。

　　只有在電場(chǎng)線(xiàn)為直線(xiàn)的電場(chǎng)中，且電荷由靜止開(kāi)始或初速度方向和電場(chǎng)方向一致并只受電場(chǎng)力作用下運動(dòng)，在這種特殊情況下粒子的運動(dòng)軌跡才是沿電力線(xiàn)的。如圖所示：

　　9．電容器  電容

　�。�1）兩個(gè)彼此絕緣，而又互相靠近的導體，就組成了一個(gè)電容器。

　�。�2）電容：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。

　　a 定義式： ，即電容C等于Q與U的比值，不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)。

　　b 決定因素式：如平行板電容器 （不要求應用此式計算）

　�。�3）對于平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、C的討論時(shí)要注意兩種情況：

　　a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變

　　b 充電后斷開(kāi)電源，則帶電量Q不變

　�。�4）電容的定義式：  （定義式）

　�。�5）C由電容器本身決定。對平行板電容器來(lái)說(shuō)C取決于： （決定式）

　�。�6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見(jiàn)的有兩種基本情況：

　　第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開(kāi)，則表示電容器的電量Q為一定，此時(shí)電容器兩極的電勢差將隨電容的變化而變化。

　　第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V為一定，此時(shí)電容器的電量將隨電容的變化而變化。

　　10．電流  電動(dòng)勢Ⅰ

　�。�1）形成電流的條件：一是要有自由電荷，二是導體內部存在電場(chǎng)，即導體兩端存在電壓。

　�。�2）電流強度：通過(guò)導體橫截面的電量q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間t的比值，叫電流強度： 。

　�。�3）電動(dòng)勢：電動(dòng)勢是描述電源把其他形式的能轉化為電能本領(lǐng)的物理量。

　　[學(xué)習方法--例題講解]

　　例一：如圖所示，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強度的大小為EA，在A(yíng)球球心與P點(diǎn)連線(xiàn)上有一帶負電的點(diǎn)電荷B，當只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強度的大小為EB，當A、B同時(shí)存在時(shí)，根據場(chǎng)強疊加原理，P點(diǎn)的場(chǎng)強大小應為 ( 　　)

　　A. EB

　　B. EA+EB

　　C. ｜ EA－EB ｜

　　D. 以上說(shuō)法都不對

　　分析與解：此題考查了求電場(chǎng)強度的幾個(gè)公式的適用條件，特別要注意公式F=kQq/r2只適用于點(diǎn)電荷，因為導體球A不能視為點(diǎn)電荷，即引入電荷B后，導體球的電荷分布發(fā)生變化，所以P點(diǎn)的電場(chǎng)強度無(wú)法確定。

　　正確答案為：D

　　例二：半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量為+Q的電荷，另一帶電量為+q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對稱(chēng)性，點(diǎn)電荷受力為零，現在球殼上挖去半徑為r (r<< R)的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為 (已知靜電力恒量為k)

　　解法一：利用“補償法”求解。在球殼上挖一小圓孔，相當于圓孔處放一等量異種電荷，電量為 ，因為挖去小孔前受力平衡，所以挖去后受力即為q′與q的庫侖力。即，方向由球心指向小孔中心。

　　解法二：本題還可以等效為在挖去一小圓孔的關(guān)于球心對稱(chēng)的另一側放一等量同種電荷q′，對球心處的q產(chǎn)生的電場(chǎng)力，因q′=r2Q/4R2，且它與q是同種電荷，所以，方向仍由球心指向小孔中心。

　　點(diǎn)評：在求解電場(chǎng)強度時(shí)，可將研究對象進(jìn)行分割或補償，從而使非理想化模型、非對稱(chēng)體轉化為對稱(chēng)體，達到簡(jiǎn)化結構的目的。

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